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鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增 建中频炉技术改造项目 可行性研究鞍钢集团工程技术有限公司2017年6月库号: 25.

3 可1副总工程师/ 技术负责人 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中 频炉技术改造项目 可行性研究副总经理:李国辉 技术总监:吴振国 :李晶 总设计师:刘传东 鞍钢集团工程技术有限公司2017年6月鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 各专业参加设计人员名单设计专业 设计人 审核组审室主任 机制张侨 刘传东 孙永忠 李晶 通风唐凯 柳森 李萍 周晓东 结构原洪悦 钟亮 于健哲 王远志 热力许玉成 张志 李亚彬 张广进 建筑刘文阁 张家仁 马兴星 任丽英 电信徐春燕 殷业鹏 耿全德 吴景瑛 水道王殊代铁流 王丽张新宇 电力高贵军 李鹏 巴月娥 郑伟 环保张鹏 李修梅 周航 张庆文 概算庞晓辉 侯素华 王丽君 马忠技经张正泽 罗勃 王明范 马忠鞍钢集团工程技术有限公司 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 目录1总论.1

2 工艺.3

3 电力.13

4 热力.18

5 通风.18

6 给排水

21 7 电讯.24

8 土建.25

9 环境保护.29

10 消防

30 11 安全与工业卫生.33

12 概算

36 13 技术经济评价.39 附表 附图 鞍钢集团工程技术有限公司 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究

1 总论 1.1 编制依据 (1)鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司设计委托书. (2)鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司提供的资料. (3)国家及地方的有关法规和标准. 1.2 项目的现状 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司(以下简称鞍钢联众)于2001 年12 月30 日成立,拥有炼钢、热轧、冷轧全流程的一贯作业不锈钢厂,是 华南地区大型不锈钢生产基地,产品包括扁钢坯、钢板、热轧钢卷和冷轧 钢卷. 鞍钢联众炼钢厂现在采用的是电炉+AOD 转炉的生产工艺,配有两座 150t 电弧炉+两座 AOD 转炉,铬铁、镍铁等主要合金原料均在电炉及转炉 投放.电炉及转炉工艺必须大量吹氧进行冶炼,铬等合金元素被氧化后, 形成氧化物转化成炉渣,成为固体废弃物,不仅增加了电炉及转炉的冶炼 负担,使冶炼周期延长,而且降低了金属收得率,损失了金属价值,造成 冶炼成本增加,还可能对环境造成一定影响. 1.3 改造的意义 本次增设中频感应炉是以不增加现有产能为前提,将铬铁、镍铁等合 金用中频感应炉来熔炼, 替代原有用电炉的熔炼方式, 实现缩短熔炼时间、 提高金属收得率、降低生产成本、减少烟尘和废气的排放的目标. 中频感应炉具有熔化速度快、生产效率高、使用灵活、适应性强、电 磁搅拌效果好、启动操作方便等优点.选用 40t 中频感应炉可以与炼钢生 产节奏相匹配,可以灵活实现钢水熔炼和调配. 1.4 指导原则和指导思想 可行性研究必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求, 坚持 客观、公正、科学、可靠 的原则,真实、全面地反映项目的有利和不利因素, 提出可供业主决策的建议,为国家有关部门审批项目提供可靠的依据. 鞍钢集团工程技术有限公司

1 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 可行性研究中总体技术方案的设计遵循 生产可靠,技术先进,降低能 耗,节约投资 的原则,认真研究项目. 具体指导思想如下: (1)贯彻执行国家及地方有关基本建设工程的规定、方针、政策.严 格执行国家和地方对环保、节能减排,劳动、安全、消防、计量等方面的 具体规定. (2) 以稳定可靠为前题, 采用经实践证明是成熟、 可靠的工艺和装备. (3)在稳定可靠的前提下,提倡技术先进,要尽可能采用先进的工艺 技术和设备;

优化工艺方案、选用节能机电设备,降低能耗和运行费用, 提高工程的经济效益. (4)利用好公司现有条件、设施,减少非生产性设施的投资,尽量节 约投资,提高企业的总体经济效益. (5)生产线控制和过程控制采用计算机控制系统,达到高效、节能、 稳定生产、优化控制的目的,并最大程度地减少操作岗位定员,以降低成 本. 1.5 主要建设内容 建设两座 40t 中频感应炉及配套设施. 1.6 工程投资 总投资为:2989.01 万元.其中炼钢一厂投资 1504.23 万元,炼钢二厂 投资 1484.78 万元. 1.7 结论 本项目投资所得税后财务内部收益率为 120.76%,投资回收期为 0.8 年(不含建设期),具有很强的财务盈利能力;

敏感性分析表明,项目具 有很强的抗风险能力.从盈利能力和抗风险能力来看项目是可行的. 1.8 需要说明的问题 本项目为炼钢一厂和炼钢二厂各建设一座 40t 中频感应炉及配套设 施.在炼钢一厂建设投产后,考虑二厂建设,本次设计未包含炼钢二厂修 鞍钢集团工程技术有限公司

2 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 炉区的搬迁费用.

2 工艺 2.1 概述 目前,鞍钢联众炼钢厂现采用的是电炉+转炉的生产工艺,形成年产

150 万吨不锈钢水的规模.现增建 40t 中频感应炉熔炼 35t 原料,减少电炉 30t 原料和转炉 5t 原料的投放. 2.1.1 产品大纲 钢种 200S (如:20LH5 等) 300S (如:304 等) 400S (如:

410、430 等) 合计 年产量(万吨)

54 6

90 150 占比(%)

36 4

60 100 2.1.2 改造后电炉、转炉及中频炉配料调整 2.1.2.1 200S 电炉减配至铬铁

20 吨左右,中频炉熔化

25 吨铬铁+10 吨废钢;

钢液 混一起到转炉冶炼,转炉顶吹期只加高碳锰铁,只微调铬成份;

这样搭配 可提高总铬回收率 2-3%(中频炉铬回收率按 98%计算);

2.1.2.2 300S (1)高镍生铁配料 电炉减配

35 吨高镍生铁, 放到中频炉熔,钢液混一起后转炉熔炼, 转 炉过程不变,这样可提高镍回收率 1.5%左右(中频炉镍回收率按 99%计算);

(2)低镍生铁配料 电炉减配至

15 吨铬铁左右,中频炉熔

28 吨铬铁+5 吨废钢,钢液混一 起后转炉熔炼,转炉过程不变;

这样可提高铬回收率 2%左右(中频炉铬 回收率按 98%计算). 鞍钢集团工程技术有限公司

3 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 2.1.2.3 400S (1)410 部分高铬及废钢放到中频炉熔,钢液混一起后转炉熔炼,转炉过程不 变,这样可减少硅铁及碳粉耗用,提高铬回收率 0.5%左右;

(2)430 电炉减配

25 吨铬铁、8 吨废钢,放到中频炉熔,钢液混一起后转炉熔 炼, 转炉过程不变;

这样可提高铬回收率 1%左右 (中频炉铬回收率按 98% 计算). 2.2 工艺流程及工艺布置 2.2.1 工艺流程 2.2.1.1 整体工艺流程 原流程: EAF 电炉 AOD 转炉 LF 炉VOD 炉 连铸机 两段式 三段式 新流程: 新增 EAF 电炉 AOD 转炉 LF 炉VOD 炉 连铸机 两段式 三段式 中频炉 2.2.1.2 中频炉工艺流程 中频炉入炉原料可分为铬铁、镍铁、废钢等. 以炼钢一厂为例,主要原料铬铁由 E-F 跨上方现有电炉炉后高位料仓 鞍钢集团工程技术有限公司

4 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 通过管道运送至中频炉平台上的加料小车,加料小车延平台轨道运行将原 料运送至炉口倾倒.镍铁及废钢在其他车间装载后,通过叉车运送至 D-E 跨中频炉备料区,采用(15+15)t 起重机将原料倾倒至加料小车或直接向 炉体内投放. 加料完成后,移动式烟气集尘罩运行至冶炼工位,中频炉送电开始熔 炼. 熔炼完成后,平台下方电炉出钢车运行至中频炉出钢位,中频炉倾翻 95?将冶炼完成的合金倒入出钢车上的钢水罐中, 中频炉熔炼的合金和电炉 熔炼的钢水在钢水包中混合后通过吊车运送至转炉区域. 2.2.2 工艺布置 新增两座 40t 中频感应炉,一座建于炼钢一厂 D-E 跨36-38 柱列间, 另一座建于炼钢二厂 D-E 跨11-13 柱列间. 2.3 设备选择 目前受炉料影响, 以年产量最多 400s 不锈钢为例, 电炉和转炉的冶炼 周期(出钢-出钢)为90min,改造完成后电炉和转炉的冶炼周期(出钢- 出钢)将缩短为 80min 左右,因此中频感应炉冶炼周期(出钢-出钢)应在 80min 左右才能达到同步生产. 考虑到铬铁属于弱磁性,难熔化,中频炉感应主线圈在炉体中下部, 如铬铁堆积在炉体上部将更难熔化,选用大容量中频炉能够保证铬铁位置 相对降低、便于熔化,提高效率. 由于中频炉投料需要用送料小车多次投料,准备时间较长,且需要定 期筑炉维护,期间为 2-3 天,影响生产.故本次设计采用 40t 一电两炉体 式中频感应炉,一炉筑炉,一炉熔炼,灵活实现钢水的熔炼和调配. 2.4 工艺参数 鞍钢集团工程技术有限公司

5 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 40t 中频感应炉主要技术参数 项目 单位 数量 额定容量 t

40 最大容量 t

48 熔化率 t/h ≥28 工作温度 ℃

1650 额定功率 kW

20000 感应器内径 mm

2100 感应器通电高度 mm ≥2900 感应器额定电压 V 根据厂家 吨钢耗电量 kWh/t ≤550 功率因素(整流满开) cosΦ ≥0.95 电气参数频率 Hz

150 变压器容量 kVA 22000kVA 配24 脉整流 变压器一次电压 kV

35 变压器二次电压 V 根据厂家 水冷系统炉体部分(板式换热器) 循环水量 m3 /h

450 压力 MPa 0.25-0.3 进水温度 ℃ ≯40 温升 ℃ ≯20 电源部分(板式换热器) 循环水量 m3 /h 120-250 压力 MPa 0.1-0.3 进水温度 ℃ ≯35 温升 ℃ ≯15 鞍钢集团工程技术有限公司

6 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 变压器部分 循环水量 m3/h

60 压力 MPa 0.1 进水温度 ℃ ≯35 温升 ℃ ≯15 液压系统油泵电机功率 kW 37*2 油缸直径/行程 mm 290/2170 工作压力 MPa 14~15 油箱容量 l

1500 炉体 重量 活动部分 t 110(含35t 钢水) 总重 t 120(含35t 钢水) 炉衬 重量 t 15.5 备注:以上表中参数是指连续热炉、炉料状况良好、及时有效的加料(料品收得率 不低于 96%) 2.5 设备能力计算 年工作时间:340 天,年时基数:7500 小时 中频炉每炉冶炼周期:85min 炉龄:80 炉 由于采用一电两炉式生产,一炉熔炼,即每工作

5 天需筑炉切换,烘炉1天,年总筑炉时间为 340*0.92/6=52 天 年有效作业时间:6252 小时 年昼夜生产炉数:2*6252*60/85=8826 炉 年最大产量: 8826*40=353040 吨 年计划产量:30 万吨 可满足生产要求. 2.6 设备描述 2.6.1 机械部分 鞍钢集团工程技术有限公司

7 鞍钢联众(广州)不锈钢有限公司增建中频炉技术改造项目 可行性研究 2.6.1.1 炉体 炉体采用框架式结构,由炉壳、压座、感应线圈、磁轭、冷却水分配 器等组成. (1)炉壳 炉壳用于安装感应线圈和磁轭.它由重型型钢和钢板焊接而成,采用 框架结构,便于检修.顶部操作平台采用了加厚钢板,提高炉架的强度和 承重能力. (2)感应线圈 感应线圈用 99.9%的优质冷挤制矩形 T2 导铜管绕制而成, 感应线圈铜 管壁厚≥11mm,线圈的外表绝缘采用静电喷涂工艺喷涂了一层高强度的 耐高温磁化绝缘漆, 感应线圈的绝缘层的耐压为工作电压的

2 倍加 1000V, 感应线圈之间用胶泥填充. 感应线圈由焊接在其外圆周的数列螺栓和绝缘........